地下连续墙的理论计算与工程实测对比分析

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随着改革开放的不断深入以及我国国民经济的快速健康发展,国内的城市化建设也进入了一个更新、更快的发展时期,城市的数量、规模及其人口也都有了巨大的增长。这就使得开发三维城市空间发展要求愈益迫切,它最直接地表现为城市建筑物、构筑物不断地向高空发展和向地下延伸,而且在未来它仍将是城市发展的趋势。目前各类用途的地下空间已经在世界各大中城市得到大量的开发利用,同时,也会遇到一些大中型的基坑工程。大量的基坑工程实践表明,仅仅依靠理论分析和经验估计难以完成经济可靠的基坑支护设计和施工,施工监测就显得十分重要。地下连续墙作为深基坑的一种支护型式,其受力与钢板桩、桩排式灌注桩等挡土结构有许多相似之处,但因为地下连续墙入土深、刚度大,施工过程的工况多,所以设计计算时又有其本身的特殊性。本文是以天津港南疆港区神华煤炭码头建设工程两座廊道的地下连续墙工程为研究背景,以地下连续墙的设计计算方法在实际工程中的应用为研究重点,对地下连续墙的水平位移、垂直位移、顶撑应力等进行了有限元计算,并用实测数据进行了验证。总结提炼了目前通用的地下连续墙的设计计算方法,将地下连续墙的静力计算理论分为以下二类:(1)古典法——荷载结构法;(2)弹性抗力法——有限单元法,介绍了这两类方法的设计原理与计算步骤,并根据地下连续墙施工过程的工况多的特点,引入具体实例详细说明各工况受力特点及计算方法。根据工程需要,对二座翻车机房廊道的八个观测断面和20个观测点,进行了土压力、墙顶水平位移、墙顶垂直位移、墙体侧向变形和顶撑应力的监测,测得了随着时间和挖深的变化,在不同工况时,土压力、墙体变位和顶撑应力的变化情况。并采用古典法求得1-A断面的支撑轴力,再利用二维有限元程序PLAXIS对二座廊道地下连续墙的四个断面进行了理论计算分析,得到不同工况时的墙体变位和顶撑应力。通过对工程监测数据和理论计算结果进行对比分析可知,古典法计算支撑轴力较监测数据偏小,利用有限元计算得的墙体水平位移变形曲线与工程实测较为接近,而将有限元计算所得的墙体垂直位移和支撑应力用于工程实际也是偏于安全的。
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